Воздушный фильтр двигателя: принцип работы и виды устройства

В современном автомобиле нет ничего лишнего и малозначащего. Даже такой недорогой и простой с виду элемент, как воздушный фильтр, имеет важное значение, так как от него во многом зависит стабильная работа и общий технический ресурс двигателя. Как устроен воздушный фильтр, и почему требования технического регламента о сроках его периодической замены нужно неукоснительно выполнять?

Назначение

Воздушный фильтр предназначен для очистки поступающего в двигатель воздуха от пыли, песчинок и любых других мелких и твердых частиц, поступающих в двигатель.. Атмосферный воздух необходим для приготовления топливной смеси. При сжигании 1 литра бензина расходуется до 13 м² воздуха. Весь этот объём проходит через важнейшие системы двигателя, включая впускные и выпускные коллекторы, систему клапанов и рабочее пространство цилиндров.

Если поступающий в мотор воздух не очищать, резко возрастёт износ трущихся деталей, в результате чего двигатель даже после сравнительно небольшого пробега может полностью выйти из строя. Кроме обладающей абразивными свойствами пыли, «забортный» воздух содержит еще одну вредную для деталей мотора составляющую – водяные пары. Попадая на металл, влага провоцирует образование микроскопических очагов коррозии. Частицы ржавчины являются мощным абразивом, поэтому их присутствие в двигателе недопустимо.

Задача очистки необходимого для работы мотора воздуха от пыли и влаги полностью возложена на воздушный фильтр. Этот узел успешно выполняет и некоторые другие функции: частично гасит шум, создаваемый работающим двигателем, а в карбюраторных системах участвует в поддержании оптимальной температуры подготовленной топливной смеси. В процессе эксплуатации автомобиля воздушный фильтр постепенно засоряется, поэтому его необходимо периодически менять.

Устройство, принцип работы

Воздушным фильтром принято называть весь узел очистки поступающего воздуха в сборе. Он представляет собой корпус со съемной крышкой, под которой находится определенной формы и конструкции фильтрующий элемент. Место установки воздушного фильтра в подкапотном пространстве зависит от типа двигателя. Так, в карбюраторных бензиновых моторах этот узел имеет округлый вид и устанавливается над карбюратором. В инжекторных системах применяются более производительные фильтры прямоугольной формы.

Чтобы удалить пыль и другие микроскопические твердые частицы из засасываемого в двигатель воздуха, его пропускают через пористый материал воздушного фильтра. Его конструкция выполнена таким образом, чтобы поступающий на вход воздух мог пройти на выход только через фильтрующий элемент. Если установка сменного фильтра выполнена неаккуратно, и винты крышки должным образом не затянуты, воздушный поток сможет беспрепятственно проходить через образовавшиеся щели.

Виды и состав фильтрующих элементов

В процессе эволюции автомобильного транспорта для очистки поступающего в двигатель воздуха применялись следующие различные материалы:

• Хлопчатобумажная ткань.
• Сетки из конского волоса.
• Поролон.
• Мелкий насыпной уголь.
• Бумага и картон.
• Подушки из капроновой лески.
• Емкости с машинным маслом.

На современном этапе многие из них практически не применяются и были заменены на более совершенные пористые композиции бумаги и картона, способные лучше осекать вредные примеси.

В зависимости от времени года и местности, в которой эксплуатируется автомобиль, фильтр должен эффективно справляться со всеми нежелательными составляющими воздушной среды:

• Дорожной пылью и песком.
• Парами и каплями влаги.
• Частицами цемента и строительной пылью.
• Цветочной пыльцой.
• Составляющими городского смога.
• Мелкими насекомыми.

Основой воздушных фильтров для легковых автомобилей являются различной конфигурации элементы, изготовленные из бумаги, картона или микропористых полимерных материалов. Для того, чтобы такие фильтры не промокали и препятствовали проникновению влаги в мотор, их пропитывают смолистыми веществами. Данный способ обработки позволяет фильтрующему материалу задерживать даже мельчайшие взвеси частиц моторного масла, антифриза и других веществ, которые могут присутствовать в моторном отсеке.

Практика показала, что однослойные и однокомпонентные фильтры быстро засоряются. Для повышения эффективности работы и увеличения срока службы фильтрующих элементов разработаны новые технологии задержки пыли и примесей.

В первую очередь, это «глубинный» способ фильтрации. Он заключается в использовании трех слоев бумаги с порами различного размера. Поверхностный слой задерживает самые крупные частицы, средний – более мелкие, а третий уже завершает очистку, пропуская в двигатель абсолютно чистый воздух, немного подогретый в результате трения о поры бумаги. Заменяемые элементы фильтрации могут изготавливаться в любом размерном и пространственном решении, зависящем от типа двигателя и конструкции корпуса фильтра.

Конструктивные особенности

На конструкцию и геометрию современных воздушных фильтров существенно влияет тип, особенности устройства и функционирования двигателя, а также место установки узла в моторном отсеке и скорость поступающего в него воздушного потока. В автомобилях устанавливаются фильтры следующих видов:

• Круглый фильтр в виде кольца, применяемый в авто с карбюраторным мотором. Кроме многослойной бумажной начинки, эти изделия обычно оснащаются сетчатым каркасом из алюминия, значительно увеличивающим их механическую прочность. Это необходимо, чтобы защитить фильтр от деформации потоком воздуха. Сверху и снизу фильтрующего кольца приклеены упругие резиновые или полимерные уплотнения.
• Панельный фильтрующий элемент, применяемый в большинстве дизельных ТС и для инжекторных двигателей. Выпускается в каркасном и бескаркасном исполнении. Отличается большей площадью фильтрации воздуха и общей эффективностью. Панельные фильтры занимают меньше места, быстро и точно устанавливаются в корпус. Для защиты от деформаций могут содержать в себе армирующие элементы из металлической сетки или пластика.
• Фильтры цилиндрической формы. Конструктивно напоминают кольцевые элементы, но значительно выше их и меньше в диаметре. Такое решение позволило сделать изделия более компактными и одновременно увеличить рабочую площадь цилиндрического фильтрующего элемента. Применяются на грузовом автотранспорте и ряде моделей легковых автомобилей с дизельными моторами.

В целях улучшения эксплуатационных характеристик основные фильтрующие элементы могут быть дополнены внешними деталями предварительной очистки. В зависимости от этого фактора различают:

• Изделия с одной степенью фильтрации, выполненные в виде плотной гармошки из специальной бумаги и картона. Такие фильтры быстро засоряются и не защищены от деформации, поэтому на практике применяются редко.
• Модели с двойной фильтрацией, рабочая поверхность которых защищена слоем пористого синтетического материала, выполняющего функцию предварительной очистки воздуха от самых крупных частичек примесей. Фильтры подобной конструкции рекомендованы для внедорожников и грузовых автомобилей, работающих в условиях большого скопления пыли (на стройках, в поле, карьерах и т. п.).
• Системы тройной очистки, отличающиеся наличием циклонного блока. На начальном этапе воздух поступает в первое отделение корпуса, где поток принудительно закручивается. Под действием сил инерции из него выводится большая часть примесей, которая отправляется в накопительный контейнер. Движение воздуха по спирали может быть организовано за счет формы корпуса фильтра, либо при помощи крыльчатки с приводом от одного из шкивов.

В настоящее время многие производители освоили выпуск фильтров с так называемым «нулевым сопротивлением». Эти изделия содержат в себе многослойный элемент, состоящий из пропитанной маслом ткани. Такие фильтры эффективно задерживают примеси и практически не препятствуют интенсивному поступлению воздуха. Их недостатком является необходимость регулярной очистки и обслуживания, поэтому большинство автомобилистов предпочитают применять одноразовые фильтры стандартной конструкции.

Вопросы эксплуатации

Если автомобилист применяет только рекомендованный производителем тип воздушных фильтров и выполняет их замену так часто, как того требуют правила технического регламента, о качестве поступающего в двигатель воздуха можно не переживать. Исключения составляют случаи, когда автомобили систематически эксплуатируются на стройках, для вывоза сельхозпродукции с полей или добытых карьерным способом ископаемых. При работе в сложных условиях фильтры нужно менять вдвое чаще.

Рекомендованные специалистами сроки замены фильтрующих элементов равны периоду замены масла. Именно в этот момент принято менять как топливный, так и воздушный фильтр. Подобная привязка во времени позволяет не ориентироваться на сервисную книжку, тем более, что далеко не все автомобилисты её и ведут.

Нарушение рекомендованных сроков установки новых фильтрующих элементов чреваты следующими последствиями:

• Повышенным износом трущихся деталей двигателя.
• Проблемами с топливными форсунками.
• Заметным падением мощности.
• Увеличенным расходом топлива.
• Снижением срока эксплуатации двигателя.
• Значительным увеличением расходов на ремонт.

Медлить с заменой воздушного фильтра нельзя. Это простая операция, для которой не обязательно посещать СТО. Действия по смене фильтрующего элемента выполняются в следующем порядке:

• Открутите фиксирующие винты и аккуратно снимите крышку воздушного фильтра.
• Соблюдая осторожность, чтобы во впускной коллектор не осыпалась скопившаяся грязь и пыль, снимите и отложите в сторону старый фильтрующий элемент.
• Очистите и протрите тканевой салфеткой дно корпуса.
• Выньте из упаковки и аккуратно уложите на место новый фильтр.
• Устанавливая крышку, убедитесь, что она правильно сориентирована. В некоторых моделях моторов возможно два направления установки, которые соответствуют рискам «Зима» или «Лето». Так регулируется подача в фильтр холодного «забортного» или подогретого теплого воздуха с поверхности двигателя.
• Закрутите винты, фиксирующие крышку. Не прилагайте излишних усилий, чтобы не сорвать резьбу.

Внимание: особенно аккуратными при выполнении всех операций по замене фильтрующего элемента должны быть владельцы автомобилей с бензиновым мотором, оснащенным карбюратором. Этот узел находится непосредственно под фильтром. Специалисты рекомендуют после снятия крышки временно прикрыть карбюратор чистой ветошью. Поскольку в случае попадания в камеру частиц пыли или грязи придется снимать, разбирать и промывать весь узел.

Соблюдая сроки и правила замены воздушного фильтра, можно избежать многих проблем, связанных с необходимостью досрочного и достаточно затратного капитального ремонта двигателя.

Масляный фильтр в автомобиле — принцип работы, как устроен и виды

Масляный фильтр используется во многих устройствах. Существует несколько видов у этой детали, но способ работы примерно одинаковый. С его помощью осуществляется сбор вредных примесей, которые оказывают негативное воздействие на узлы двигателя и на другие элементы машины. Срок годности детали ограничен, поэтому ее требуется своевременно менять. Стоит подробнее рассмотреть особенности этой комплектующей.

История масляного фильтра

Для начала стоит коротко рассмотреть историю масляного фильтра, чтобы понимать, что он постоянно менялся и совершенствовался. Развитие этой детали напрямую зависело от состояния химической промышленности.

Первая модель появилась в 1923 году. Ее изобретателями были Эрнест Свитленд и Джордж Гинхалд. Патент принадлежал компании Purolator. Эффективность этого изделия была низкой, только 20% масла проходила через него. Но это было начало развития этой детали.

В начале 1940-х годов появилась полнопоточная модель, которая фильтровала все масло. Несмотря на увеличение срока эксплуатации техники, фильтры долгое время продавались, как дополнительная опция. То есть, машины не оснащались ими по умолчанию. Это было обусловлено необходимостью часто менять масло. То есть, его не требовалось дополнительно очищать от вредных примесей. Эту деталь обязательно применяли только на тяжелой технике.

В СССР довольно быстро начали применять фильтры по умолчанию. Это было обусловлено особенностями дорожных условий. Но первоначально применяли неполнопоточные модели, а во время замены масла было необходимо снять резьбовые пробки и слить остаток масла. Такие фильтры подходили для масел, где не было диспергирующих и моющих присадков.

К 1960 году стали применять более совершенное масло, поэтому все автомобили пришлось оснастить полнопоточными фильтрами. Таким образом, загрязнители, размер которых более 15 микрон, стали задерживаться в нем, не повреждая двигатель. Изначально были изделия со сменным фильтрующим элементом, но позже стали выпускать одноразовые. Это позволило значительно увеличить межсервисный интервал, повысив срок эксплуатации мотора.

Сегодня производители используют противодренажный клапан для увеличения надежности детали. Он не позволяет маслу стекать в поддон, когда двигатель выключен. Контрольная лампа будет гореть довольно долго после запуска автомобиля, если есть какая-то проблема. Это должно стать тревожным сигналом, чтобы провести диагностику.

Типы масляных фильтров

В продаже можно найти несколько видов фильтров, которые сегодня применяются в автомобилях и других агрегатах. У каждого из них свои достоинства и недостатки.

• Механический считается самым дешевым и распространенным. Производят такие модели в цельном корпусе, а при выходе из строя детали меняются. Есть несколько подвидов: бумажные, сетчатые, войлочные, проволочные, пластинчатые и так далее. Некоторые агрегаты требуют использование нескольких подвидов фильтров одновременно.
• Гравитационный еще называется отстойником. Плотные частицы под действием силы тяжести оседают здесь. Используется вместе с устройствами механического типа. При заполнении требуется открутить «стакан», чтобы слить отходы. Необходимо использовать в промышленных агрегатах.
• Центробежный – это разновидность гравитационного фильтра. Но сила тяжести здесь заменяется центробежной силой. Часто этот метод очистки масла применяют в грузовых отечественных автомобилях и на крупных промышленных агрегатах.
• Магнитный фильтр обладает магнитом или электромагнитом, чтобы удалять ферромагнитные вещества. Обычно такую модель монтируют в сливную резьбовую пробку. Когда необходимо заменить масло, пробка откручивается, а с нее удаляется вся прилипшая металлическая стружка. Такие детали применяются в трансмиссии.

Таким образом, сегодня применяется несколько видов масляных фильтров. В одном приборе может находиться сразу несколько моделей. Это позволяет увеличить уровень очистки масла. Это особенно актуально для тяжелых промышленных аппаратов, ремонт и замена которых очень дороги. Поэтому дешевле будет вовремя менять фильтры, чем сам прибор.

• По популярности
• Сначала дешёвые
• Сначала дорогие
• По рейтингу и цене
• По размеру скидки

Назначение фильтра

Масло, находясь в устройстве, двигается циклично. Оно необходимо, чтобы уменьшить трение деталей, продлив срок их эксплуатации. Но в процессе эксплуатации появляются нагар, сажа и другие элементы, которые могут нанести вред устройству. Для снижения негативного воздействия на механизм используются фильтры. Таким образом, одно и то же масло возможно применять в течение нескольких циклов.

Фильтр обычно располагается в нижней части двигателя. Это делается, чтобы его было легко заменить. Это небольшой цилиндр с резьбой, внутри которого расположен фильтрующий элемент. Большинство фильтров не используются повторно, они выбрасываются. Но отстойники применяются многократно.

Устройство масляного фильтра

Конструкция фильтра стандартная:

• Сам корпус цилиндрической формы, который оснащен крышкой. Есть несколько отверстий, а одно из них оснащено еще и резьбой.
• Фильтрующий элемент. Обладает специальной пропиткой для увеличения абсорбции.
• Нижний перепускной клапан. Отправляет масло в двигатель неочищенным, если фильтрующий элемент не работает.
• Обратный клапан используется, чтобы не допустить обратного движения масла.
• Прижимная пружина нужна для удерживания обратного клапана, когда мотор не работает.
• Уплотнитель предотвращает протекание масла в соединительных элементах.

Так выглядит стандартный фильтр. Но большинство моделей неразборные, поэтому они не подлежат ремонту. В этом случае нужно заменить деталь на новую. Стоимость небольшая, но приобретать лучше у надежных поставщиков.

Как выбрать масляный фильтр?

От качества этого элемента зависит качество масла. Как результат, он влияет на работоспособность все стальных узлов агрегата. Поэтому требуется ответственно подойти к вопросу выбора изделия. Вот основные критерии выбора:

• Внешний вид. Сколы, неровности и другие следы брака не должны присутствовать на детали.
• Защитная пленка. Это говорит о том, что устройство действительно не использовалось ранее. Но данный критерий не является критичным.
• Используемый материал и размер фильтрующего элемента. Эти сведения можно уточнить в описании к товару или в прилагаемой документации.
• Конструкция. Новый фильтр не должен отличаться от оригинала. Выбор аналога возможен, но качество фильтрации будет ниже.
• Качество резьбы. От этого зависит легкость откручивания и уровень надежности крепления.
• Устройство клапанов и их качество. Важно, чтобы использовалась именно специальная пружина в клапанах. Некоторые производители устанавливают универсальную, но ее качество ниже. Если вместо силикона применяется жесткая резина, от покупки лучше отказаться.
• Уплотнительное кольцо должно быть завальцовано так, чтобы его было почти невозможно сдвинуть.
• Качественная установка фильтрующего элемента. Он должен располагаться внутри в виде гармошки. При этом высота материала должна быть, как и у корпуса.
• Наличие коррозии.

Если говорить о компании – производителе, то стоит обращать внимание, откуда автомобиль. Если он отечественный, то лучше покупать российские фильтры. Европейцам нужны европейские, а азиатам азиатские. В Азии. Ведущие производители находятся в Японии, Китае и Корее.

Выбирая аналог, деталь не будет полностью повторять оригинал: все равно будут некоторые несовпадения. Именно они и будут оказывать дополнительное трение, из-за чего снизится срок эксплуатации других узлов.

• По популярности
• Сначала дешёвые
• Сначала дорогие
• По рейтингу и цене
• По размеру скидки

Особенности обслуживания

Практика показывает, что замена фильтра должна происходить одновременно с заменой масла. То есть, это должно происходить каждые 10 – 15 тысяч километров пробега авто. Для сложных стационарных механизмов рекомендации по замене установлены требованиям ГОСТ и ТУ.

Для замены фильтра требуется снять его с двигателя. Из-за воздействия высоких температур он сильно прилипает к мотору, поэтому удалить бывает нелегко. Для решения проблемы можно использовать:

• специальную головку;
• накидной ключ;
• ключ в размер;
• ключ-краб;
• веревку и рычаг;
• отвертку и молоток.

То есть, сам процесс обслуживания заключается в необходимости менять фильтры через определенный пробег. Когда речь идет об использовании масла низкого качества или о грузовых машинах, проверять состояние этой детали рекомендуется каждые 2 – 3 тысячи километров. Задержка с заменой фильтра негативно отражается на основных узлах машины, что может привести к дорогостоящему ремонту.

• По популярности
• Сначала дешёвые
• Сначала дорогие
• По рейтингу и цене
• По размеру скидки

Заключение

Масляные фильтры используются сегодня во всех устройствах, где применяется масло. Они снижают негативное воздействие на двигатель и другие узлы, собирая тяжелые частицы. Большинство моделей являются цельными, поэтому они подлежат полной замене после окончания срока эксплуатации.

Эти детали постоянно развиваются. Когда происходят скачки в химической промышленности, и появляется новая технология очистки масла, то возникает необходимость в более совершенных фильтрах. Эксперты признают, что есть, куда стремиться, есть, что улучшать. Однако на данный момент в этом нет особой необходимости, потому что это значительно увеличит стоимость фильтров. Но качество масла сильно не улучшится.

То есть, история развития фильтров будет продолжаться. Для этого нужен только веский повод.